一种测试核电厂通用泵机械密封性能的试验装置及方法

摘要

本发明涉及核电维修技术领域，具体公开了一种测试核电厂通用泵机械密封性能的试验装置及方法，其中试验密封安装在转轴上，通过电动机带动其旋转；模拟介质通过模拟介质管道进入试验密封，试验密封的循环介质出口与循环介质出口管道相连，循环介质出口管道的末端接入换热器的入口；换热器的出口与循环介质入口管道相连，循环介质入口管道的末端接入试验密封的循环介质入口；在试验密封的底部设有量杯，用于测量泄漏液的体积。采用本发明试验装置及方法能够实现对核电厂主给水泵、上充泵、电动辅助给水泵等关键水泵设备机械密封修复后的性能验证。

说明书

技术领域

本发明属于核电维修技术领域，具体涉及一种测试核电厂通用泵机械密封性能的试验装置及方法。

背景技术

核电厂水泵设备数量较多，目前水泵使用机械密封密封介质已经达到90％以上。但是由于机械密封结构复杂、技术参数多，导致核电厂自主修复的机械密封只能依赖外部厂家的试验平台试验后才能完成复用评价。

为了转变这一“卡脖子”问题，实现核电厂重要技术全部自主化，亟需设计一种测试核电厂通用泵机械密封性能的试验装置及方法，用于机械密封修复后进行性能试验，自主完成复用评价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试核电厂通用泵机械密封性能的试验装置及方法，用于验证和评价机械密封修复后的性能。

本发明的技术方案如下：

一种测试核电厂通用泵机械密封性能的试验装置，用于测量试验密封的密封性能，包括转轴、电动机、循环介质出口管道、换热器、循环介质入口管道、量杯；

所述的试验密封安装在转轴上，通过电动机带动其旋转，用于密封模拟介质；

所述的模拟介质通过模拟介质管道进入试验密封，在所述的模拟介质管道上安装有模拟介质温度表和模拟介质压力表；

所述试验密封的循环介质出口与循环介质出口管道相连，在循环介质出口管道上依次安装有循环介质出口压力表和循环介质出口温度表，在循环介质出口压力表和循环介质出口温度表之间的循环介质出口管道上设有循环介质调节阀，循环介质出口管道的末端接入换热器的入口；

所述换热器的出口与循环介质入口管道相连，在循环介质入口管道上安装有过滤器，循环介质入口管道的末端接入试验密封的循环介质入口；

通过所述的换热器降低循环介质的温度；

通过所述的过滤器来过滤循环介质中的杂质，保证循环介质清洁；

在所述试验密封的底部设有量杯，用于测量泄漏液的体积。

优选的，在所述试验密封的外侧安装有泄漏液收集罩，量杯设于泄漏液收集罩的底部。

一种基于所述试验装置的测试核电厂通用泵机械密封性能的试验方法，包括以下步骤：

步骤1：静压试验；

将模拟介质从模拟介质管道通入试验密封，然后关闭调节阀，升高模拟介质压力，当模拟介质压力表读数达到0.2MPa.g时，将试验密封静置15-30min，观察量杯中是否有漏液，记录结果并重复测量三次；

如三次试验结果均无漏液，则试验密封静压试验合格；

如三次试验中至少有一次出现漏液，则试验密封不合格，修复试验密封后重复步骤1。

步骤2：正常工况试验；

升高模拟介质的温度和压力，当模拟介质温度表读数升高至50℃、模拟介质压力表读数达到1MPa.g时，启动电动机，运行X

如V

如V

步骤3：热冲击工况试验；

保持模拟介质温度表读数为50℃、模拟介质压力表读数为1MPa.g，打开调节阀，启动电动机，将模拟介质的温度降至10℃，然后调整模拟介质温度从10℃升至150℃然后再降至10℃，记录此时量杯中液体的体积V

如三次试验测得的V

如三次试验中至少有一次出现V

步骤4：变工况试验；

调整模拟介质温度表读数为50℃、模拟介质压力表读数为1MPa.g，打开调节阀，启动电动机；然后分别改变模拟介质的温度和压力，分别在30℃-0.2MPa、80℃-1Mpa、150℃-3.5Mpa三个状态平台下各运行X

如三个状态平台下的V

如三个状态平台下至少有一次出现V

步骤5：极端工况试验；

调整模拟介质温度表读数为50℃、模拟介质压力表读数为1MPa.g，打开调节阀，启动电动机，通过操作调节阀减少循环介质流量，记录循环介质入口温度表和循环介质出口压力表的读数，当循环介质入口温度表的读数达到100℃时，保持运行1小时，观察量杯的泄漏量；

如泄漏量≤5mL/h，则试验密封极端工况试验合格；

如泄漏量＞5mL/h，则试验密封极端工况试验不合格，修复试验密封后重复步骤5。

本发明的显著效果在于：

采用本发明试验装置及方法能够实现对核电厂主给水泵、上充泵、电动辅助给水泵等关键水泵设备机械密封修复后的性能验证，通过机组运行考核满足运行要求，成功填补核电自主维修技术空白，每台机械密封可节约成本五成以上，为核电厂降本增效落地打下良好基础。

附图说明

图1为试验装置示意图。

图中：1模拟介质管道、2试验密封、3转轴、4电动机、5循环介质出口管道、6调节阀、7换热器、8过滤器、9泄漏液收集罩、10量杯、11循环介质出口温度表、12循环介质出口压力表、13循环介质入口温度表、14循环介质入口压力表、15循环介质入口管道。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示的一种测试核电厂通用泵机械密封性能的试验装置，用于测量试验密封2的密封性能，包括转轴3、电动机4、循环介质出口管道5、换热器7、循环介质入口管道15、泄漏液收集罩9、量杯10。

所述的试验密封2安装在转轴3上，通过电动机4带动其旋转，用于密封模拟介质。所述的模拟介质通过模拟介质管道1进入试验密封2。在所述的模拟介质管道1上安装有模拟介质温度表13和模拟介质压力表14，用于指示模拟介质的温度和压力情况。

所述试验密封2的循环介质出口与循环介质出口管道5相连，在循环介质出口管道5上依次安装有循环介质出口压力表12和循环介质出口温度表11，在循环介质出口压力表12和循环介质出口温度表11之间的循环介质出口管道5上设有循环介质调节阀6，循环介质出口管道5的末端接入换热器7的入口。

所述换热器7的出口与循环介质入口管道15相连，在循环介质入口管道15上安装有过滤器8，循环介质入口管道15的末端接入试验密封2的循环介质入口。

通过所述的换热器7降低循环介质的温度。

通过所述的过滤器8来过滤循环介质中的杂质，保证介质清洁。

在所述试验密封2的外侧安装有泄漏液收集罩9，在泄漏液收集罩9的底部设有量杯10，用于测量泄漏液的体积。

一种测试核电厂通用泵机械密封性能的试验方法，包括以下步骤：

步骤1：静压试验；

将模拟介质从模拟介质管道1通入试验密封2，然后关闭调节阀6，升高模拟介质压力，当模拟介质压力表14读数达到0.2MPa.g时，将试验密封2静置15-30min，观察量杯10中是否有漏液，记录结果并重复测量三次；

如三次试验结果均无漏液，则试验密封2静压试验合格；

如三次试验中至少有一次出现漏液，则试验密封2不合格，修复试验密封2后重复步骤1；

步骤2：正常工况试验；

升高模拟介质的温度和压力，当模拟介质温度表13读数升高至50℃、模拟介质压力表14读数达到1MPa.g时，启动电动机4，运行X

如V

如V

步骤3：热冲击工况试验；

保持模拟介质温度表13读数为50℃、模拟介质压力表14读数为1MPa.g，打开调节阀6，启动电动机4，将模拟介质的温度降至10℃；

然后调整模拟介质温度从10℃升至150℃然后再降至10℃，记录此时量杯10中液体的体积V

如三次试验测得的V

如三次试验中至少有一次出现V

步骤4：变工况试验；

调整模拟介质温度表13读数为50℃、模拟介质压力表14读数为1MPa.g，打开调节阀6，启动电动机4；

然后分别改变模拟介质的温度和压力，分别在30℃-0.2MPa、80℃-1Mpa、150℃-3.5Mpa三个状态平台下各运行X

如三个状态平台下的V

如三个状态平台下至少有一次出现V

步骤5：极端工况试验；

调整模拟介质温度表13读数为50℃、模拟介质压力表14读数为1MPa.g，打开调节阀6，启动电动机4，通过操作调节阀6减少循环介质流量，记录循环介质入口温度表11和循环介质出口压力表12的读数；

当循环介质入口温度表11的读数达到100℃时，保持运行1小时，观察量杯10的泄漏量；

如泄漏量≤5mL/h，则试验密封2极端工况试验合格；

如泄漏量＞5mL/h，则试验密封2极端工况试验不合格，修复试验密封2后重复步骤5。